数学图像在物理解题中的应用_物理论文

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将数学图象应用于物理解题中,为我们分析解决物理问题带来了极大的方便。但是在具体应用的过程中,不能将物理问题纯粹地数学化,应在具体的物理变化过程当中注重分析清楚其物理意义和物理过程对其的制约。

一.图象中的物理意义

例1 物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为m[,A]、m[,B]、m[,C],与水平面的动摩擦因数分别为μ[,A]、μ[,B]、μ[,C],用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得的加速度a与拉力F的关系图象如图(1)所对

可知甲乙斜率相等即m[,A]=m[,B],丙斜率最小即m[,C]最大。乙丙截距相等即μ[,B]=μ[,C],甲截距最小即μ[,A]最小,所以答案选A与D。

例2 如图2,P—I坐标系中,直线为某一直流电源总功率随电流变化图线,抛物线为同一直流电源内部热功率随电流变化图线,由图象可知()正确。

A.电动势ε=1.5V,内阻r=1Ω

B.I=2A时,路端电压是1V

C.I=1A时,外电阻是2Ω

D.I=1.5A时,电源的输出功率最大

分析 由总功率P[,总]=εI可知,直线的斜率即电动势ε=3V所以A错误。两图线交点意义为:当I=3A时,总功率P[,总]和内电路消耗功率P[,内]相等;即

P[,总]=P[,内]=I[2]r=9W,所以r=1Ω。当I=2A时,路端电压U=ε-Ir=IV,B正确。当I=1A时,由ε=IR+Ir得,外电阻R=(ε/I)-r=2Ω,C正确。当I=1.5A时,同理得R=1Ω=r,可知此时输出功率最大,D正确。

二.物理过程对图象的制约

例3 如图3为四节干电池组组成的闭合回路,已知每节电池的电动势为ε=1.5V,每节内阻r=1Ω,定值电阻R[,0]=1Ω,若滑动

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